Un Sistema de Información Geográfica abstrae la realidad geográfica, mientras que la realidad relativa a una variable particular se ve abstraída en una Capa de Información Geográfica mediante un modelo.
El problema principal es representar la realidad, que tiene un detalle infinito, con una capacidad de almacenamiento finito. Hay 3 niveles de modelos:
- Modelo geográfico o conceptual: es de alto nivel, considera la realidad geográfica y su comportamiento.
- Modelo de representación: reduce el modelo conceptual a una serie finita de elementos.
- Modelo de almacenamiento: es un esquema de cómo almacenar los elementos del modelo de representación. Es inherente a la naturaleza informática del SIG. Es de bajo nivel.
flowchart LR; 1[Modelo geográfico] -->2[Modelo de representación] -->3[Modelo de almacenamiento]
Modelo Geográfico
El modelo geográfico (o de alto nivel) es un esquema mental relativo a cómo entender o interpretar la realidad geográfica. Conceptualiza la variación de la variable tratada a lo largo del espacio estudiado.
Campos
Los campos son ideales para modelar variables de variación continua en el espacio:
- Campo escalar: a cada punto del espacio vectorial origen se le asocia un único escalar. Sirve para variables que necesitan un solo valor. .
- Campo vectorial: el espacio vectorial destino es multidimensional. A estos datos también se los puede recoger como un conjunto de varios campos escalares.
Entidades Discretas
El modelo de entidades discretas concibe un entorno geográfico como un espacio vacío rellenado por entidades. Sirve para variables discretas.
NO se asocia a cada punto geográfico un valor, y cada punto puede pertenecer a ninguna, una, o varias entidades.
Para un espacio dado, las entidades son elementos geométricos existentes en el mismo: puntos, líneas, polígonos, volúmenes.
Modelos de Representación
Los modelos de representación reducen las propiedades de los modelos geográficos a un conjunto finito de elementos que siga siendo representativo de la realidad.
Por ejemplo, la elevación se puede representar con curvas de nivel, una malla de celdas, y puntos a intervalos regulares. Una red viaria se puede representar con una malla de celdas o un conjunto de líneas.
flowchart LR; 1[Mundo real] --> 2["SIG"] --> 3[Dato geográfico] --> 4[Repr. raster] 3 --> 5[Repr. vectorial]
Hay dos modelos de representación principales al definir las capas de información geográfica:
- Representación Raster: hace una división sistemática del espacio que lo cubre completamente. Se puede analizar como matriz por su regularidad.
- Representación Vectorial: define el espacio con una serie de elementos geométricos únicamente ubicados donde ocurre el fenómeno bajo estudio.
| Representación Vectorial | Representación Raster | |
|---|---|---|
| Naturaleza | Énfasis en dónde | Énfasis en qué y cómo |
| Volumen de almacenamientp | Suele ser menor | Suele ser superior |
| Precisión | Elevada | Limitada al tamaño del píxel |
| Facilidades | Fácil de mantener | Fácil de capturar y analizar |
| Estructura de datos | Compleja | Simple |
| Algoritmos | Complejos | Costosos en tiempo |
| Salidas gráficas | Mejores (escalables) | Peores |
| Usos comunes | Gestión, planificaación urbana | Estudios ambientales, climáticos |
| Límites de objetos | Bien definidos | Difusos |
Modelos de Almacenamiento
Los modelos de almacenamiento (o de bajo nivel) se usan para almacenar los elementos del modelo de representación, por lo que son específicos a si la capa es raster o vectorial.
Resuelven dos necesidades:
- Minimizar el espacio ocupado.
- Maximizar la eficiencia del cálculo.
En base a los modelos de almacenamiento, aparecen formatos para archivos y para Bases de Datos Espaciales:
- Formatos para vectores:
- Archivos: ESRI Shapefile (.shp), GeoJSON, GML, KML, etc.
- Bases de datos: PostgreSQL (con PostGIS), MongoDB, etc.
- Formatos para raster:
- Archivos: Tiff/GeoTiff, ASCII Grids, MrSID, etc.
- Bases de datos: PostgreSQL (con PostGIS), Rasterlite (Sqlite), etc.